(57)【要約】【課題】開閉動作がスムーズに行える接点開閉装置を提供することにある。【解決手段】接点開閉装置１は、半導体基板３及び絶縁基板４を用いて形成されて、一対の接点５ａ，５ａが露設される第１流体収納室２ａと、第１流体収納室２ａにおける一対の接点５ａ，５ａ間の部位に連通される第２流体収納室２ｂとを有する本体部２と、第１流体収納室２ａに充満されて一対の接点５ａ，５ａ間を短絡する導電性流体Ｌ１と、第２流体収納室２ｂに収納され、導電性流体Ｌ１の分断に用いられる絶縁性流体Ｌ２と、第２流体収納室２ｂの容積が減少するように本体部２を部分的に変形させて、第２流体収納室２ｂ内の絶縁性流体Ｌ２を第１流体収納室２ａに移動させることで、導電性流体Ｌ１を分断して一対の接点５ａ，５ａ間の通電をオフするアクチュエータ６とを備えている。【選択図】図１
2007299631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の接点が露設される第１流体収納室及び該第１流体収納室における一対の接点間の部位に連通される第２流体収納室とを有する本体部と、第１流体収納室に充満されて一対の接点間を短絡する導電性流体と、第２流体収納室に収納され、導電性流体の分断に用いられる絶縁性流体と、第２流体収納室の容積が減少するように本体部を部分的に変形させて、第２流体収納室内の絶縁性流体を第１流体収納室に移動させることで、導電性流体を分断して一対の接点間の通電をオフする駆動手段とを備えていることを特徴とする接点開閉装置。
【請求項２】
本体部は、第１流体収納室と第２流体収納室との連通部位に対向する第１流体収納室の部位に連通される第３流体収納室を有し、第３流体収納室には、導電性流体の分断に用いられる絶縁性流体が収納され、駆動手段は、第２流体収納室及び第３流体収納室の各容積が減少するように本体部を部分的に変形させて、第２流体収納室内の絶縁性流体及び第３流体収納室内の絶縁性流体をそれぞれ第１流体収納室に移動させることで、導電性流体を分断して一対の接点間の通電をオフするように構成されるとともに、第２流体収納室内の絶縁性流体により導電性流体に加えられる圧力と、第３流体収納室内の絶縁性流体により導電性流体に加えられる圧力とは、略等しい大きさになるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の接点開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体金属のような導電性流体を介して接点を開閉する接点開閉装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体金属のような導電性流体を介して接点を開閉する接点開閉装置が種々提案されている。例えば、特許文献１には、所定の体積を持ち、その内部の空気を加熱するヒータが設置されている能動貯蔵庫と、能動貯蔵庫と所定の間隔に離隔されてその内部にヒータが設置されている、同一な体積を持つ受動貯蔵庫と、能動貯蔵庫と受動貯蔵庫の間の空間に延長されて液体金属の移動路としての役割を果すチャンネルと、互いに離隔されてチャンネルの所定の領域で各々チャンネルの内部に一端が挿入され外部に伸びる第１信号電極と、第１信号電極と一定の間隔に離隔されて同一な形状で形成された第２信号電極と、チャンネルの内部に実装されて第１信号電極と第２信号電極の接点としての役割を果す液体金属と、半導体基板の上、下側面に接合された上、下部ガラス基板とを備え、ヒータに通電して能動貯蔵庫又は受動貯蔵庫内の空気を加熱して膨張させることでチャンネル内部の液体金属を移動させ、第１信号電極と第２信号電極とを液体金属を介して導通させるオン状態と導通させないオフ状態とを切り換えるようにした熱駆動型のマイクロリレーが開示されている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示されている従来例は、能動貯蔵庫並びに受動貯蔵庫内の空気をヒータで加熱して膨張させた空気によってチャンネル内部の液体金属を移動させているので、ヒータの通電開始から液体金属が移動してオン・オフが切り換わるまでの時間（動作時間）が比較的に長くなってしまい、応答性が低いという問題があった。
【０００４】
かかる問題点に鑑みて、本発明者らは、図４（ａ）〜（ｅ）に示す接点開閉装置１００を想起するに至った。尚、以下の説明では、説明の簡略化のために、図４（ａ）における紙面手前方を接点開閉装置１００の前方、図４（ａ）における紙面奥方を接点開閉装置１００の後方と規定する。
【０００５】
図４（ａ）〜（ｅ）に示す接点開閉装置１００は、半導体基板１０３及び絶縁基板１０５を用いて形成され、導電性流体Ｌ１００及び当該導電性流体Ｌ１００と混合されない絶縁性流体Ｌ２００が収納されるとともに、一対の接点１０６ａ，１０６ａが露設される流体収納室１０２ａを有する本体部１０２と、本体部１０２を部分的に変形させることで導電性流体Ｌ１００を移動させ、一対の接点１０６ａ，１０６ａ間の導通状態を切り換えるアクチュエータ１０７とを備えている。
【０００６】
尚、接点開閉装置１００では、導電性流体Ｌ１００として、常温常圧（２５℃、１気圧）で液体の金属（例えば、水銀）を用い、導電性流体Ｌ１００と混合されない絶縁性流体Ｌ２００として、空気を用いている。また尚、説明の簡略化のため、図４では、導電性流体Ｌ１００をハッチの網掛けで示し、絶縁性流体Ｌ２００をドットの網掛けで示している。
【０００７】
本体部１０２は、図４（ｃ）に示すように、半導体基板１０３と、絶縁基板１０５とを用いて構成されている。
【０００８】
半導体基板１０３は、単結晶のシリコン基板からなり、図４（ｃ）に示すように、前面には、略矩形状の凹部１０３ａが設けられており、半導体基板１０３の裏面において凹部１０３ａに対応する部位には、導電性流体Ｌ１００を収納するチャンバ１０２ａ用の凹所１０３ｂが設けられており、この凹所１０３ｂは、図４（ｂ）に示すように略菱形に形成されている。したがって、図４（ｃ）に示すように、半導体基板１０３において凹部１０３ａの底壁部が、薄膜状のダイアフラム部１０３ｃとなっており、このダイアフラム部１０３ｃの略中央部には、図４（ｃ）に示すように、前方へ突出する角錐台形の突部１０３ｄが一体に突設されている。
【０００９】
また、凹所１０３ｂの一端側（図４（ｂ）における右端側）には、チャンバ１０２ａ内に導電性流体Ｌ１００を注入するための第１チャンネル１０２ｂ用の略矩形状の第１溝部１０３ｅが形成されており、この第１溝部１０３ｅは、図４（ｃ）に示すように、正方形状の流体注入口１０３ｆにより半導体基板１０３の前面側と連通している。流体注入口１０３ｆは、第１チャンネル１０２ｂ内に導電性流体Ｌ１００を注入するために設けられており、導電性流体Ｌ１００を注入した後に、図４（ａ）に示すように、略矩形状のガラス板からなる閉塞板１０４により閉塞される。
【００１０】
一方、凹所１０３ｂの他端側（図４（ｂ）における左端側）には、導電性流体Ｌ１００が移動する流路（移動路）となる第２チャンネル１０２ｃ用の蛇行形状の第２溝部１０３ｇが形成されている。
【００１１】
絶縁基板１０５は、外形寸法が半導体基板１０３と略同一のガラス基板からなり、半導体基板１０３の後面に、陽極接合によって接合される。このように絶縁基板１０５を半導体基板１０３の後面に接合することにより、凹所１０３ｂ及び第１溝部１０３ｅ並びに第２溝部１０３ｇの後面開口がそれぞれ閉塞される。そして、絶縁基板１０５により後面開口が閉塞された凹所１０３ｂが、導電性流体Ｌ１００を収納するチャンバ１０２ａとして、絶縁基板１０５により後面開口が閉塞された第１溝部１０３ｅが、導電性流体Ｌ１００をチャンバ１０２ａに注入するための第１チャンネル１０２ｂとして、絶縁基板１０５により後面開口が閉塞された第２溝部１０３ｇが、導電性流体Ｌ１００の流路となる第２チャンネル１０２ｃとしてそれぞれ用いられ、これらチャンバ１０２ａと第１及び第２チャンネル１０２ｂ，１０２ｃによって、導電性流体Ｌ１００が流動自在に収納される流体収納室１０２ｄが構成される。
【００１２】
一方、絶縁基板１０５において、半導体基板１０３の第２溝部１０３ｇに対向する部位（すなわち、第２チャンネル１０２ｃの底面部となる部位）には、図４（ｂ），（ｄ）に示すように、一対のスルーホール１０５ａ，１０５ａが貫設されており、各スルーホール１０５ａの内周面及び前面開口には、導電性金属材料（例えば半田等）を用いためっき層からなる接点（コンタクト）１０６ａが形成されている。したがって、絶縁基板１０５を半導体基板１０３に接合した際には、一対の接点１０６ａ，１０６ａが第２チャンネル２ｃ内に露設されることになる。また、絶縁基板１０５の後面には、銅等の導電性金属材料を用いた一対の電極パッド１０６ｂ，１０６ｂがそれぞれ形成されており、各電極パッド１０６ｂは、配線パターン１０６ｃによって各接点１０６ａに個別に接続されている。
【００１３】
本体部１０２は、上述したように半導体基板１０３の後面に絶縁基板１０５を陽極接合することにより構成されており、流体収納室１０２ｄには、流体注入口１０３ｆから導電性流体Ｌ１００が所定量だけ注入される。さらに詳しく説明すると、導電性流体Ｌ１００は、第２チャンネル１０２ｃの他端側に、空気からなる絶縁性流体Ｌ２００を閉じ込めるようにして流体注入口１０３ｆから第１チャンネル１０２ｂを通してチャンバ１０２ａ内に注入される。そして、導電性流体Ｌ１００を流体収納室１０２ｄに注入した後には、半導体基板１０３の前面に閉塞板１０４が接合され、これにより液体注入口１０３ｆの前面開口が閉塞される。
【００１４】
ここで、本体部１０２の流体収納室１０２ｄに注入する導電性流体Ｌ１００の量は、ダイアフラム部１０３ｃを変形させていないときに、導電性流体Ｌ１００が、いずれの接点１０６ａ，１０６ａとも接触しないような量としている。そのため、図４に示す接点開閉装置１００は、常開型（ノーマリーオープン型）の接点開閉装置となっている。
【００１５】
アクチュエータ１０７は、例えば扁平な棒状に形成された圧電振動子からなり、先端部を凹部１０３ａと対向させると同時に突部１０３ｄの先端に当接させる形で半導体基板１０３の前面に接合された片持ち梁構造を有している。したがって、アクチュエータ１０７の厚み方向に電圧を印加すれば、固定されていないアクチュエータ１０７の先端部がダイアフラム部１０３ｃに近づく向き（図４（ｃ）における下方）に撓んで突部１０３ｄを押圧し、これにより半導体基板１０３のダイアフラム部１０３ｃが凹所１０３ｂ側へ変形する（撓む）ことになる。そして、電圧の印加を停止すれば、アクチュエータ１０７が突部１０３ｄを押圧しなくなり、これによりダイアフラム部１０３ｃが元の形に復帰することになる。
【００１６】
次に、接点開閉装置１００の動作について説明する。まず、電圧が印加されていない状態では、アクチュエータ１０７が動作しないためにダイアフラム部１０３ｃが変形しておらず、このとき、流体収納室１０２ｄ内に収納されている導電性流体Ｌ１００は、いずれの接点１０６ａ、１０６ａとも接触しておらず、接点１０６ａ，１０６ａ間は絶縁（開成）されている（オフ状態）。
【００１７】
このオフ状態から電圧を印加してアクチュエータ１０７を駆動すると、アクチュエータ１０７の先端部が突部１０３ｄを押圧し、これによりダイアフラム部１０３ｃが後方に押し下げられる。このようにダイアフラム部１０３ｃが押し下げられると、チャンバ１０２ａの容積が減少し、これによりチャンバ１０２ａ内に収納されている導電性流体Ｌ１００が第２チャンネル１０２ｃ側へ移動（流動）させられ、これにより一対の接点１０６ａ，１０６ａが導電性流体Ｌ１００によって短絡（閉成）される（オン状態）。
【００１８】
そして、このオン状態から電圧の印加を停止すれば、アクチュエータ１０７によって変形させられていたダイアフラム部１０３ｃが元の状態に復帰する。これに伴ってチャンバ１０２ａの容積が元に戻るから、第２チャンネル１０２ｃ内の絶縁性流体Ｌ２００の圧力によって、第２チャンネル１０２ｃ側に移動していた導電性流体Ｌ１００がチャンバ１０２ａ側に戻って、一対の接点１０６ａ，１０６ａが開成される（オフ状態）。
【００１９】
このように接点開閉装置１００では、アクチュエータ１０７によりダイアフラム部１０３ｃを変形させることで、導電性流体Ｌ１００を移動させるようにしているので、特許文献１のように、ヒータにより空気を熱膨張させることにより液体金属を移動させているものに比べて、接点間の導通状態が切り換わるまでの動作時間を十分に短くすることができて、応答性の向上を図ることができていた。
【特許文献１】特開平９−１６１６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、上述した接点開閉装置１００では、接点１０６ａ，１０６ａ間の導通状態を切り換える開閉動作を行う際に、導電性流体Ｌ１００が、導電性流体Ｌ１００に対して良好な濡れ性を有する接点１０６ａ上を移動することになるので、接点１０６ａ上で導電性流体Ｌ１００を移動させるために必要な力が大きくなって、導電性流体Ｌ１００の移動が妨げられ、これにより開閉動作がスムーズに行えないという問題が生じていた。
【００２１】
本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、開閉動作がスムーズに行える接点開閉装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上述の課題を解決するために、請求項１の接点開閉装置の発明では、一対の接点が露設される第１流体収納室及び該第１流体収納室における一対の接点間の部位に連通される第２流体収納室とを有する本体部と、第１流体収納室に充満されて一対の接点間を短絡する導電性流体と、第２流体収納室に収納され、導電性流体の分断に用いられる絶縁性流体と、第２流体収納室の容積が減少するように本体部を部分的に変形させて、第２流体収納室内の絶縁性流体を第１流体収納室に移動させることで、導電性流体を分断して一対の接点間の通電をオフする駆動手段とを備えていることを特徴とする。
【００２３】
請求項２の接点開閉装置の発明では、請求項１の構成に加えて、本体部は、第１流体収納室と第２流体収納室との連通部位に対向する第１流体収納室の部位に連通される第３流体収納室を有し、第３流体収納室には、導電性流体の分断に用いられる絶縁性流体が収納され、駆動手段は、第２流体収納室及び第３流体収納室の各容積が減少するように本体部を部分的に変形させて、第２流体収納室内の絶縁性流体及び第３流体収納室内の絶縁性流体をそれぞれ第１流体収納室に移動させることで、導電性流体を分断して一対の接点間の通電をオフするように構成されるとともに、第２流体収納室内の絶縁性流体により導電性流体に加えられる圧力と、第３流体収納室内の絶縁性流体により導電性流体に加えられる圧力とは、略等しい大きさになるように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１の接点開閉装置の発明は、一対の接点間を短絡（オン）するように導電性流体を配し、絶縁性流体にて導電性流体を分離することで、一対の接点間を絶縁（オフ）するようにしているので、接点のオンオフ動作時において導電性流体が移動する際には、導電性流体が接点上を通過せず、そのため接点によって導電性流体の移動が妨げられてしまうことがなく、開閉動作をスムーズに行えるという効果を奏し、しかも、オフ状態からオン状態への移行は、絶縁性流体により分離されて第１流体収納室内において圧縮されていた導電性流体が元に戻ることによって行われるので、オフ状態からオン状態へと移行させるための駆動手段が必要なくなり、低コスト化を図ることができるという効果を奏する。
【００２５】
請求項２の接点開閉装置の発明は、導電性流体を分断するために移動させる絶縁性流体の量が、第３流体収納室を設けていない場合に比べて略半分で済むため、導電性流体の分断を迅速に行うことが可能となり、応答性が向上するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（実施形態１）
以下に、本発明の実施形態１の接点開閉装置１について図１及び図２を参照して説明する。尚、以下の説明では、図１（ｃ）の上方を接点開閉装置の前方、図１（ｃ）の下方を接点開閉装置の後方とそれぞれ規定する。
【００２７】
本実施形態の接点開閉装置１は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、半導体基板３及び絶縁基板４を用いて形成されて、一対の接点（コンタクト）５ａ，５ａが露設される第１流体収納室（第１チャンバ）２ａと、第１流体収納室２ａにおける一対の接点５ａ，５ａ間の部位に連通される第２流体収納室（第２チャンバ）２ｂとを有する本体部２と、第１流体収納室２ａに充満されて一対の接点５ａ，５ａ間を短絡する導電性流体Ｌ１と、第２流体収納室２ｂに収納され、導電性流体Ｌ１の分断に用いられる絶縁性流体Ｌ２と、第２流体収納室２ｂの容積が減少するように本体部２を部分的に変形させて、第２流体収納室２ｂ内の絶縁性流体Ｌ２を第１流体収納室２ａに移動させることで、導電性流体Ｌ１を分断して一対の接点５ａ，５ａ間の通電をオフする駆動手段となるアクチュエータ６とを備えている。
【００２８】
ところで、本実施形態の接点開閉装置１では、導電性流体Ｌ１として、常温常圧（２５℃、１気圧）で液体の金属（例えば、水銀）を用い、導電性流体Ｌ１と混合されない絶縁性流体Ｌ２として、気体（例えば、空気や窒素）を用いている。ここで、絶縁性流体Ｌ２としては、空気に限らず、希ガス等の他の気体であってもよいし、液体であってもよい。
【００２９】
尚、説明の簡略化のため、図１〜図３では、導電性流体Ｌ１をハッチの網掛けで示し、絶縁性流体Ｌ２をドットの網掛けで示している。また尚、図１（ａ）及び図３（ａ）では、各流体Ｌ１，Ｌ２を省略している。
【００３０】
本体部２は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、半導体基板３と、絶縁基板４とを用いて構成されている。
【００３１】
半導体基板３は、例えば単結晶のシリコン基板からなり、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、後面の左端側には、導電性流体Ｌ１を収納する第１流体収納室２ａ用の第１凹所３ａが設けられており、この第１凹所３ａは、図１（ａ），（ｂ）に示すように、左右方向を短手方向とする長尺矩形状に形成されている。尚、導電性流体Ｌ１は、半導体基板３に設けられた図示しない注入孔を用いて第１流体収納室２ａ内に注入され、上記の注入孔は、導電性流体Ｌ１の注入後にガラス板（図示せず）等によって閉塞される。
【００３２】
また、半導体基板３の前面の右端側には、略矩形状の凹部３ｂが設けられており、半導体基板３の後面において凹部３ｂに対応する部位には、絶縁性流体Ｌ２を収納する第２流体収納室２ｂ用の第２凹所３ｃが設けられている。第２凹所３ｃは、凹部３ｂと同様に略矩形状に形成されている。したがって、図１（ｃ）に示すように、半導体基板３において凹部３ｂの底壁部が、薄膜状のダイアフラム部３ｄとなっており、このダイアフラム部３ｄの略中央部には、前方へ突出する角錐台形の突部３ｅが一体に突設されている。
【００３３】
加えて、半導体基板３の後面には、図１（ｂ）に示すように第１凹所３ａと第２凹所３ｃとを連通させる連通路２ｃを構成するための略矩形状の溝部３ｆが設けられており、この溝部３ｆによって、第２凹所３ｃは、第１流体収納室２ａにおける一対の接点５ａ，５ａ間の中間部位となる第１凹所３ａの長手方向中央部に連通されている。
【００３４】
尚、以上述べた各凹所３ａ，３ｃ、凹部３ｂ、突部３ｅ、及び溝部３ｆは、エッチング等の周知の半導体製造プロセスを利用して半導体基板３に形成してあるため、詳細な説明は省略する。また尚、上記の半導体基板３の代わりに、半導体基板３と同様の形状に形成された絶縁性を有する樹脂基板等を用いるようにしてもよく、状況に応じて好適なものを採用すればよい。
【００３５】
絶縁基板４は、例えば半導体基板３と略同一の外形寸法を有する透明なガラス基板からなり、半導体基板３の後面に、陽極接合等によって接合される。尚、絶縁基板４としては、ガラス基板の他に、絶縁性を有する樹脂基板を用いることができる。
【００３６】
このように絶縁基板４を半導体基板３の後面に接合することにより、第１凹所３ａ及び第２凹所３ｃ並びに溝部３ｆの後面開口がそれぞれ閉塞され、これにより、導電性流体Ｌ１を収納する第１流体収納室２ａ、及び絶縁性流体Ｌ２を収納する第２流体収納室２ｂ、並びにこれらを連通させる連通路２ｃが構成される。
【００３７】
この絶縁基板４において、半導体基板３の第１凹所３ａに対向する部位には、図１（ｂ）に示すように、一対のスルーホール４ａ，４ａが貫設されている。スルーホール４ａ，４ａは、第１凹所３ａの長手方向両端側に位置しており、各スルーホール４ａの内周面及び前面開口には、導電性金属材料を用いためっき層からなる接点５ａが形成されている。これにより、絶縁基板４を半導体基板３に接合した際には、一対の接点５ａ，５ａが第１流体収納室２ａ内に露設されることになる。尚、接点５ａ用の導電性金属材料としては、導電性流体Ｌ１に対する濡れ性が良いもの（例えば半田等）を用いることが好ましい。
【００３８】
また、絶縁基板４の後面における一対のスルーホール４ａ，４ａの近傍には、銅等の導電性金属材料を用いた一対の電極パッド５ｂ，５ｂがそれぞれ形成されており、これら電極パッド５ｂ，５ｂは、配線パターン５ｃ，５ｃによって接点５ａ，５ａに個別に接続されている。
【００３９】
本体部２は、上述したように半導体基板３の後面に絶縁基板４を陽極接合することにより構成されており、第１流体収納室２ａには、図示しない注入口から導電性流体Ｌ１が所定量だけ注入される。さらに詳しく説明すると、導電性流体Ｌ１は、第２流体収納室２ｂ及び連通路２ｃに、空気からなる絶縁性流体Ｌ２を閉じ込めるようにして注入口から第１流体収納室２ａにのみ隙間なく注入（すなわち充満）される。そして、導電性流体Ｌ１を第１流体収納室２ａに注入した後には、半導体基板３の前面に図示しないガラス板が接合されて、ガラス板によって注入口が閉塞される。
【００４０】
ここで、導電性流体Ｌ１は、第１流体収納室２ａ内に隙間なく注入されているため、本実施形態の接点開閉装置１は、常閉型（ノーマリーオン型）のものとなっている。
【００４１】
アクチュエータ６は、例えば扁平な棒状に形成された圧電振動子からなり、先端部を凹部３ｂと対向させると同時に突部３ｅの先端に当接させる形で半導体基板３の前面に接合された片持ち梁構造を有している。したがって、アクチュエータ６の厚み方向に電圧を印加すれば、固定されていないアクチュエータ６の先端部がダイアフラム部３ｄに近づく向き（図１（ｃ）における下方）に撓んで突部３ｅを押圧し、これにより半導体基板３のダイアフラム部３ｄが第２凹所３ｃ側へ変形する（撓む）ことになる（つまり、第２凹所３ｃの容積が減少することになる）。そして、電圧の印加を停止すれば、アクチュエータ６が突部３ｅを押圧しなくなり、これによりダイアフラム部３ｄが元の形に復帰することになる。
【００４２】
尚、アクチュエータ６は、片持ち梁構造のものに限られるものではなく、幅方向における両端部を半導体基板３に接合することでアクチュエータ６を両持ち梁構造としても構わない。但し、アクチュエータ６を片持ち梁構造とした方が、両持ち梁構造の場合に比較して全体の小型化が図れるという利点がある。
【００４３】
また尚、本実施形態では、圧電振動子によりアクチュエータ６を構成しているが、例えば、金属のような弾性材料からなる板状のシム（図示せず）と、シムの片面に取着される板状の圧電素子（図示せず）を有するユニモルフ型の圧電振動体（図示せず）でアクチュエータ６を構成したり、或いは、シムの両面にそれぞれ圧電素子を取着してなるバイモルフ型の圧電振動体（図示せず）でアクチュエータ６を構成したりしても構わない。特に、バイモルフ型の圧電振動体でアクチュエータ６を構成した場合、ユニモルフ型の圧電振動体で構成する場合に比較してアクチュエータ６の駆動力が大きくなって動作時間がさらに短縮できるという利点がある。
【００４４】
次に、本実施形態の接点開閉装置１の動作について説明する。まず、電圧が印加されていない状態では、アクチュエータ６が動作しないためにダイアフラム部３ｄが変形しておらず、このとき、第１流体収納室２ａ内に露設されている一対の接点５ａ，５ａは、第１流体収納室２ａに収納されている導電性流体Ｌ１によって短絡（閉成）されている（オン状態）。
【００４５】
このオン状態から電圧を印加してアクチュエータ６を駆動すると、アクチュエータ６の先端部が突部３ｅを押圧してダイアフラム部３ｄを変形させ、これにより第２流体収納室２ｂの容積が減少する。これに伴って、第２流体収納室２ｂに収納されている絶縁性流体Ｌ２は、第１流体収納室２ａ側へ移動（流動）される。このとき、第２流体収納室２ｂは、連通路２ｃによって第１流体収納室２ａにおける一対の接点５ａ,５ａ間の部位に連通されているので、導電性流体Ｌ１は、図２に示すように絶縁性流体Ｌ２によって分離（分断）され、その結果、一対の接点５ａ，５ａ間が絶縁（開成）される（オフ状態）。
【００４６】
そして、このオフ状態から電圧の印加を停止すれば、アクチュエータ６によって変形させられていたダイアフラム部３ｄが元の状態に復帰して第２流体収納室２ｂの容積が元に戻り、これに伴って第１流体収納室２ａ内において圧縮されていた導電性流体Ｌ１の圧力によって、絶縁性流体Ｌ２が第１流体収納室２ａから連通路２ｃ側へ押し出されて、図１（ｂ）に示すように、元の位置に戻る。これにより、絶縁性流体Ｌ２によって分離されていた導電性流体Ｌ１同士が接触導通され（導電性流体Ｌ１が図１（ｃ）に示すように分離されていない状態となって）、一対の接点５ａ，５ａが短絡（閉成）される（オン状態）。
【００４７】
以上述べたように、本実施形態の接点開閉装置１では、一対の接点５ａ，５ａ間を短絡（閉成）するように導電性流体Ｌ１を配し、絶縁性流体Ｌ２にて導電性流体Ｌ１を分離することで、一対の接点５ａ，５ａ間を絶縁（オフ）するようにしているので、接点５ａのオンオフ動作時において導電性流体Ｌ１が移動する際には、導電性流体Ｌ１が接点５ａ上を通過しないようになっている。
【００４８】
したがって、本実施形態の接点開閉装置１によれば、接点５ａによって導電性流体Ｌ１の移動が妨げられてしまうことがなく、開閉動作をスムーズに行えるという効果を奏する。加えて、オフ状態（開成状態）からオン状態（閉成状態）への移行は、絶縁性流体Ｌ２により分離されることで第１流体収納室２ａ内において圧縮されていた導電性流体Ｌ１が元に戻ることによって行われるので、オフ状態からオン状態へと移行させるためのアクチュエータ等の駆動手段が必要なくなり、低コスト化を図ることができるという効果を奏する。
【００４９】
尚、本実施形態の接点開閉装置１では、半導体基板３に、第１流体収納室２ａ用の第１凹所３ａや、第２流体収納室２ｂ用の第２凹所３ｃ等の導電性流体Ｌ１や、絶縁性流体Ｌ２を収納する凹部を形成して、絶縁基板４にて半導体基板３の凹部の開口を閉塞するようにしているが、このような導電性流体Ｌ１や絶縁性流体Ｌ２を収納する凹部を絶縁基板４に形成して、半導体基板３にて絶縁基板４の凹部の開口を閉塞するように構成してもよい。
【００５０】
また尚、本実施形態の接点開閉装置１の構成は、上記の例に限定されるものではなく、接点開閉装置の使用目的等に応じて、接点５ａの数を増やしたり、半導体基板３や絶縁基板４の形状を変えたりしてもよい。これらの点は後述する実施形態２においても同様である。
【００５１】
（実施形態２）
以下に、本発明の接点開閉装置の実施形態２について図３を参照して説明する。尚、以下の説明では、図３（ｃ）の上方を接点開閉装置の前方、図３（ｃ）の下方を接点開閉装置の後方とそれぞれ規定する。
【００５２】
本実施形態の接点開閉装置１０は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、本体部２０の構成に特徴があり、その他の構成は、上記実施形態１の接点開閉装置１と同様であるから、接点開閉装置１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５３】
本体部２０は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、半導体基板３０と、絶縁基板４０とを用いて構成されている。
【００５４】
半導体基板３０は、例えば単結晶のシリコン基板からなり、図３（ｂ），（ｃ）に示すように、後面の略中央部には、導電性流体Ｌ１を収納する第１流体収納室２０ａ用の第１凹所３０ａが設けられており、この第１凹所３０ａは、図３（ａ），（ｂ）に示すように、左右方向を短手方向とする長尺矩形状に形成されている。尚、導電性流体Ｌ１は、半導体基板３０に設けられた図示しない注入孔を用いて第１流体収納室２０ａ内に注入され、上記の注入孔は、導電性流体Ｌ１の注入後にガラス板（図示せず）等によって閉塞される。
【００５５】
また、半導体基板３０の前面の右端側には、第１凹部３０ｂが設けられ、左端側には、第１凹部３０ｂと略同形状の第２凹部３０ｃが設けられている。さらに、半導体基板３０の後面において第１凹部３０ｂに対応する部位には、絶縁性流体Ｌ２を収納する第２流体収納室２０ｂ用の第２凹所３０ｄが設けられており、第２凹所３０ｄは、第１凹部３０ｂと同様に略矩形状に形成されている。加えて、半導体基板３０の後面において第２凹部３０ｃに対応する部位には、第２流体収納室２０ｂと同様に絶縁性流体Ｌ２を収納する第３流体収納室２０ｃ用の第３凹所３０ｅが設けられており、第３凹所３０ｅは、第２凹部３０ｃと同様に略矩形状に形成されるとともに、第２凹所３０ｄと略同寸法に形成されている。
【００５６】
したがって、図３（ｃ）に示すように、半導体基板３０において各凹部３０ｂ，３０ｃの底壁部が、それぞれ薄膜状のダイアフラム部３０ｆ，３０ｇとなっており、各ダイアフラム部３０ｆ，３０ｇの略中央部には、前方へ突出する角錐台形の突部３０ｈ，３０ｉがそれぞれ一体に突設されている。
【００５７】
さらに、半導体基板３０の後面には、図３（ｂ）に示すように第１凹所３０ａと第２凹所３０ｄとを連通させる第１連通路２０ｄを構成するための略矩形状の第１溝部３０ｊが設けられており、この第１溝部３０ｊによって、第２凹所３０ｃは、第１流体収納室２０ａにおける一対の接点５ａ，５ａ間の中間部位となる第１凹所３０ａの長手方向中央部に連通されている。同様に、半導体基板３０の後面には、第１凹所３０ａと第３凹所３０ｅとを連通させる第２連通路２０ｅを構成するための略矩形状の第２溝部３０ｋが設けられており、この第２溝部３０ｋによって、第３凹所３０ｅは、第１流体収納室２０ａと第２流体収納室２０ｂとの連通部位となる第１溝部３０ｊに対向する第１流体収納室２０ａの部位に連通されている。また、第１溝部３０ｇと第２溝部３０ｋは、長さ方向に直交する方向における断面が略同形状となっている。
【００５８】
尚、以上述べた各凹所３０ａ，３０ｄ，３０ｅと、各凹部３０ｂ，３０ｃと、各突部３０ｈ，３０ｉと、各溝部３０ｊ，３０ｋとは、エッチング等の周知の半導体製造プロセスを利用して半導体基板３０に形成してあるため、詳細な説明は省略する。
【００５９】
絶縁基板４０は、例えば半導体基板３０と略同一の外形寸法を有する透明なガラス基板からなり、半導体基板３０の後面に、陽極接合等によって接合される。このように絶縁基板４０を半導体基板３０の後面に接合することにより、第１凹所３０ａと、第２凹所３０ｄと、第３凹所３０ｅと、第１溝部３０ｊと、第２溝部３０ｋの後面開口がそれぞれ閉塞され、これにより第１流体収納室２０ａと、第２流体収納室２０ｂと、第３流体収納室２０ｃと、第１連通路２０ｄと、第２連通路２０ｅがそれぞれ構成される。
【００６０】
この絶縁基板４０において、半導体基板３０の第１凹所３０ａに対向する部位には、図３（ｂ）に示すように、一対のスルーホール４ａ，４ａが貫設されており、各スルーホール４ａには、上述したように接点５ａが設けられている。また、絶縁基板４０の後面には、図３（ｂ）に示すように、上述した電極パッド５ｂ及び配線パターン５ｃが設けられている。
【００６１】
本体部２０は、上述したように半導体基板３０の後面に絶縁基板４０を陽極接合することにより構成されており、第１流体収納室２０ａには、図示しない注入口から導電性流体Ｌ１が所定量だけ注入される。さらに詳しく説明すると、導電性流体Ｌ１は、第２流体収納室２０ｂ及び第３流体収納室２０ｃと、各連通路２０ｄ，２０ｅとに、空気からなる絶縁性流体Ｌ２を閉じ込めるようにして注入口から第１流体収納室２０ａにのみ隙間なく注入（すなわち充満）される。そして、導電性流体Ｌ１を第１流体収納室２０ａに注入した後には、半導体基板３０の前面に図示しないガラス板が接合されて、ガラス板によって注入口が閉塞される。ここで、導電性流体Ｌ１は、第１流体収納室２０ａ内に隙間なく注入されているため、本実施形態の接点開閉装置１０は、常閉型（ノーマリーオン型）のものとなっている。
【００６２】
そしてこのような本体部２０には、一対のアクチュエータ６，６からなる駆動手段が、図３（ａ）に示すように、それぞれの先端部を凹部３０ｂ，３０ｃと対向させると同時に突部３０ｈ，３０ｉの先端に当接させる形で半導体基板３０の前面に接合されている。
【００６３】
したがって、一対のアクチュエータ６，６の厚み方向に電圧を印加すれば、固定されていないアクチュエータ６の先端部がそれぞれ対応するダイアフラム部３０ｆ，３０ｇに近づく向き（図３（ｃ）における下方）に撓んで突部３０ｈ，３０ｉをそれぞれ押圧し、これにより半導体基板３０の各ダイアフラム部３０ｆ，３０ｇがそれぞれ第２凹所３０ｄ及び第３凹所３０ｅ側へ変形する（撓む）ことになる（つまり、第２凹所３０ｄ及び第３凹所３０ｅの容積がともに減少することになる）。そして、電圧の印加を停止すれば、各アクチュエータ６がそれぞれ突部３０ｈ，３０ｉを押圧しなくなり、これにより両ダイアフラム部３０ｆ，３０ｇが元の形に復帰することになる。
【００６４】
次に、本実施形態の接点開閉装置１０の動作について説明する。まず、電圧が印加されていない状態では、各アクチュエータ６がそれぞれ動作しないために各ダイアフラム部３０ｆ，３０ｇが変形しておらず、このとき、第１流体収納室２０ａ内に露設されている一対の接点５ａ，５ａは、第１流体収納室２０ａに収納されている導電性流体Ｌ１によって短絡（閉成）されている（オン状態）。
【００６５】
このオン状態から電圧を印加して各アクチュエータ６を駆動すると、各アクチュエータ６の先端部が各突部３０ｈ，３０ｉをそれぞれ押圧して両ダイアフラム部３０ｆ，３０ｇを変形させ、これにより第２流体収納室２０ｂ及び第３流体収納室２０ｃの容積がともに減少する。ここで、各アクチュエータ６に印加される電圧は、第２流体収納室２０ｂ内の絶縁性流体Ｌ２により導電性流体Ｌ１に加えられる圧力と、第３流体収納室２０ｃ内の絶縁性流体Ｌ２により導電性流体Ｌ１に加えられる圧力が略等しい大きさになるように設定されている。例えば、本実施形態の接点開閉装置１０の場合、第２凹所３０ｄと第３凹所３０ｅが略同寸法に形成されているため、一対のアクチュエータ６，６には、略等しい電圧が印加される。このように、第２流体収納室２０ｂ内の絶縁性流体Ｌ２により導電性流体Ｌ１に加えられる圧力と、第３流体収納室２０ｃ内の絶縁性流体Ｌ２により導電性流体Ｌ１に加えられる圧力を等しくすることで、導電性流体Ｌ１が第１流体収納室２０ａから第２流体収納室２０ｂ又は第３流体収納室２０ｃ内に移動してしまうことを防止している。
【００６６】
各アクチュエータ６を駆動することで、第２流体収納室２０ｂ及び第３流体収納室２０ｃの容積がともに減少した際には、これに伴って、第２流体収納室２０ｂに収納されている絶縁性流体Ｌ２が、第１流体収納室２０ａ側へ移動（流動）され、同様に第３流体収納室２０ｃに収納されている絶縁性流体Ｌ２も第１流体収納室２０ａ側へ移動される。
【００６７】
このとき、両流体収納室２０ｂ，２０ｃは、それぞれ連通路２０ｄ，２０ｅによって第１流体収納室２０ａにおける一対の接点５ａ,５ａ間の中間部位に連通されているので、導電性流体Ｌ１は、第２流体収納室２０ｂ内の絶縁性流体Ｌ２と、第３流体収納室２０ｃ内の絶縁性流体Ｌ２とによって、両側から押圧されるようにして分離（分断）されて、一対の接点５ａ，５ａ間が絶縁（開成）される（オフ状態）。
【００６８】
そして、このオフ状態から電圧の印加を停止すれば、各アクチュエータ６によって変形させられていた各ダイアフラム部３０ｆ，３０ｇがそれぞれ元の状態に復帰して第２流体収納室２０ｂ及び第３流体収納室２０ｃの容積が元に戻り、これに伴って第１流体収納室２０ａ内において圧縮されていた導電性流体Ｌ１の圧力によって、絶縁性流体Ｌ２が第１流体収納室２０ａから各連通路２０ｄ，２０ｅ側へそれぞれ押し出されて、図３（ｂ）に示すように、元の位置に戻る。これにより、絶縁性流体Ｌ２によって分離されていた導電性流体Ｌ１同士が接触導通され（導電性流体Ｌ１が図３（ｃ）に示すように分離されていない状態となって）、一対の接点５ａ，５ａが短絡（閉成）される（オン状態）。
【００６９】
以上述べたように、接点開閉装置１０では、一対の接点５ａ，５ａ間を短絡（閉成）するように導電性流体Ｌ１を配し、絶縁性流体Ｌ２にて導電性流体Ｌ１を分離することで、一対の接点５ａ，５ａ間を絶縁（オフ）するようにしているので、接点５ａのオンオフ動作時において導電性流体Ｌ１が移動する際には、導電性流体Ｌ１が接点５ａ上を通過しないようになっている。
【００７０】
したがって、本実施形態の接点開閉装置１０によれば、上記実施形態１の接点開閉装置１と同様の効果を奏する。
【００７１】
その上、接点開閉装置１０では、第２流体収納室２０ｂ内の絶縁性流体Ｌ２と第３流体収納室２０ｃ内の絶縁性流体Ｌ２によって両側から押圧されることで、第１流体収納室２０ａ内の導電性流体Ｌ１が分断されるので、実施形態１の接点開閉装置１のように一方側からのみ絶縁性流体Ｌ２で導電性流体Ｌ１を押圧する場合に比べて、導電性流体Ｌ１を分断するために移動させる絶縁性流体Ｌ２の量が略半分で済み、これにより導電性流体Ｌ１の分断を迅速に行うことが可能となり、応答性が向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】（ａ）は、実施形態１の接点開閉装置の概略前面図であり、（ｂ）は、概略後面図であり、（ｃ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ線における概略断面図である。
【図２】実施形態１の接点開閉装置の動作説明図である。
【図３】（ａ）は、実施形態２の接点開閉装置の概略前面図であり、（ｂ）は、概略後面図であり、（ｃ）は、同図（ａ）のＢ−Ｂ線における概略断面図である。
【図４】（ａ）は、従来の接点開閉装置の概略前面図であり、（ｂ）は、概略後面図であり、（ｃ）は、同図（ｂ）のＣ−Ｃ線における概略断面図であり、（ｄ）は、同図（ｂ）のＤ−Ｄ線における概略断面図であり、（ｅ）は、同図（ｂ）のＥ−Ｅ線における概略断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１    接点開閉装置
２    本体部
２ａ  第１流体収納室
２ｂ  第２流体収納室
３    半導体基板
４    絶縁基板
５ａ  接点
６    アクチュエータ
Ｌ１  導電性流体
Ｌ２  絶縁性流体
【図１】
2007299631.tif 000003
【図２】
2007299631.tif 000004
【図３】
2007299631.tif 000005
【図４】
2007299631.tif 000006